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Large Hadron Collider

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Re: Large Hadron Collider
« Antwort #175 am: 03. Juli 2012, 23:01:15 »
Erste Video-Bestätigung des Cern zur Higgs-Entdeckung:

Video: Cern Higgs Boson announcement
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Offline Olli

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Re: Large Hadron Collider
« Antwort #176 am: 04. Juli 2012, 09:13:37 »
Für alle, die momentan Zeit haben und es interessiert: gerade läuft ein Vortrag am CERN, der die neuesten Ergebnisse präsentiert.

Hier der Direktlink zum Webcast: http://webcast.web.cern.ch/webcast/play_higgs.html
Einmal mitfliegen - was gäb' es Schöneres? Nichts!

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Offline Mary

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Re: Large Hadron Collider
« Antwort #177 am: 04. Juli 2012, 09:58:52 »
Der aktuelle Stand nachdem die Präsentation von der CMS-Gruppe vorbei ist:
Wenn man die Daten von allen (Zerfalls-)Kanälen kombiniert, findet man ein Boson mit eine Masse von 125,3 +-0,6 GeV bei einer Signifikanz von 4,9 sigma, also knapp unter dem Kriterium für eine offizielle Entdeckung. Wobei bei den weniger häufigen Zerfällen noch relativ wenig Daten sind, soweit ich das mitbekommen habe.

Jetzt kommt die Präsentation von ATLAS.

Re: Large Hadron Collider
« Antwort #178 am: 04. Juli 2012, 10:33:48 »
Interessant ist, dass im tau-anti-tau Channel kein Zeichen eines Higgs sind, was zwar die Gesamt CMS Signifikanz von 5,1 auf 4,9 drückt, aber auf der anderen Seite sehr spannend ist, denn es könnte bedeuten, dass dort nicht das SM-Higgs gesehen wurde, sondern etwas Higgs-ähnliches, was auf neue Physik jenseits des Standardmodells hinweist. Es kommt jetzt auf ATLAS an...

Update: Die Presseerkärung des Cern

ATLAS sieht 126 GeV/c^2 mit 5 Sigma!

Update2:

Also, es wurde definitiv ein neues Teilchen entdeckt, dass zunächst gut zu einem Standardmodell Higgs passt. Aber beide Expermente zeigen im Gamma-Gamma-Channel einen Wert, der bis zu 100% höher ist, als das, was man für ein SM-Higgs erwartet. Noch kann das aber nur eine statistische Fluktuation sein. Die Aufgabe ist also, dies weiter zu untersuchen. Was mich persönlich stört, ist der Massenunterschied von CMS mit 125,3 +-0,6 GeV zu ATLAS 126,5 GeV. Es heißt zwar, das wäre ok, mir gefällt es trotzdem nicht...

Auf jeden Fall: Gratulation an alle Beteiligten!!!
« Letzte Änderung: 04. Juli 2012, 12:15:21 von KlausLange »
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Offline Schillrich

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Re: Large Hadron Collider
« Antwort #179 am: 05. Juli 2012, 23:20:01 »


Quelle: abstrusegoose.com

Alt-Text: "Too soon?"
\\   //    Grüße
 \\ ///    Daniel

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Offline Matjes

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Re: Large Hadron Collider
« Antwort #181 am: 06. Juli 2012, 16:58:05 »
Hallo

Da habe ich mal eine Verständnisfrage. Das jetzt gefundene Boson existiert doch nur für eine ganz kurze Zeit und zerfällt praktisch sofort nach seiner Erzeugung in andere Quanten, deren Energien, Ladungen, Spins usw in den Detektoren gemessen werden. Dies Boson hat eigentlich nur kurz nach dem Urknall existiert oder es wird heute mühsam im Cern erzeugt.

Wie kann ein solches Teilchen die Quelle der Masse sein. Dies Boson gibt es doch heute gar nicht mehr, aber Waagen funktioniert trotzdem.  :-[

Gruß von Matjes

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Offline Mary

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Re: Large Hadron Collider
« Antwort #182 am: 06. Juli 2012, 19:58:01 »
Hallo Matjes,
ich bin selber zwar noch nicht so weit in meinem Studium, dass ich in dem Gebiet ein Experte wäre, aber ich kann es dir zumindest so erklären, wie ich es in einigen populärwissenschaftlichen Erklärungen gelesen habe:

Eigentlich gibt nicht direkt das Higgs-Teilchen den Elementarteilchen die Masse, sondern es ist etwas subtiler:
Nach den vorhergehenden Theorien der Teilchenphysik dürften einige Elementarteilchen (insbesondere die W und Z-Bosonen) keine Masse haben. Peter Higgs und einige weitere Physiker fanden dann einen Formalismus, der erklären konnte, wie diese Teilchen trotzdem eine Masse haben können (wie man es beobachtet). Dabei wird angenommen, dass es ein sogenanntes Higgsfeld gibt, das mit den Teilchen wechselwirkt und ihnen dadurch eine Masse gibt. (Das wird öfters so beschrieben, dass die Wechselwirkung die Teilchen sozusagen zurückhält und verlangsamt, sodass sie sich am Ende langsamer bewegen bzw. träger sind, anstatt mit Lichtgeschwindigkeit (wie Photonen) herumzufliegen.) Aus diesem Mechanismus folgt dann u.a., dass es ein weiteres, vorher unbekanntes Teilchen geben muss: das Higgs-Boson. (Es wird öfters als ein Anregungszustand des Higgsfeldes beschrieben.) Das heißt aber nicht, dass das Higgs-Boson dafür zuständig ist, dass Elementarteilchen eine Masse haben, sondern dass das Higgs-Boson der experimentelle Nachweis für das Higgsfeld/den Higgsformalismus ist, der dafür zuständig ist. Das ist ein feiner Unterschied, der in den Medien meistens weggelassen wird, aber er löst den scheinbaren Widerspruch auf.

Rolf-Dieter Heuer hat das bei der Pressekonferenz ungefähr folgendermaßen veranschaulicht:
"Stellen Sie sich vor, Peter Higgs ist ein Elementarteilchen. Er möchte von der Tür zu seinem Platz gehen. Jetzt sind in dem Raum lauter Journalisten - das Higgsfeld. Jetzt kann Peter Higgs nicht so schnell auf seinen Platz gehen, wie wenn Sie alle nicht da wären, also wird er sich "träger" bewegen. Und jetzt stellen Sie sich vor, jemand wirft ein Gerücht in den Raum. Dann bildet sich eine Gruppe von Journalisten, die alle über das Gerücht tuscheln. Das ist dann ein Higgs-Boson."

Eine sehr lustige Erklärung vom Werner Gruber (ist in D vermutlich nicht so bekannt wie in Ö): http://tvthek.orf.at/programs/1225-ZIB-24/episodes/4279861-ZIB-24/4280039-Studio-Gast--Werner-Gruber

Ich hoffe,
1. ich habe es verständlich erklärt, und
2. ich habe keinen absoluten Blödsinn erzählt ;)

Offline Matjes

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Re: Large Hadron Collider
« Antwort #183 am: 06. Juli 2012, 20:29:45 »
Danke Mary :-*

Martin

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Re: Large Hadron Collider
« Antwort #184 am: 07. Juli 2012, 01:30:16 »
Hi Matjes,

der letzte von mir oben verlinkte Blog (Hier wohnen Drachen) erklaert die Sache sehr gut. Das Higgs-Boson ist wie von Mary erklaert nur das Nebenprodukt wenn das Higgs-Feld angeregt wird.

Martin


astronom25

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Re: Large Hadron Collider
« Antwort #186 am: 08. Juli 2012, 12:08:59 »
Zitat
"Stellen Sie sich vor, Peter Higgs ist ein Elementarteilchen. Er möchte von der Tür zu seinem Platz gehen. Jetzt sind in dem Raum lauter Journalisten - das Higgsfeld. Jetzt kann Peter Higgs nicht so schnell auf seinen Platz gehen, wie wenn Sie alle nicht da wären, also wird er sich "träger" bewegen. Und jetzt stellen Sie sich vor, jemand wirft ein Gerücht in den Raum. Dann bildet sich eine Gruppe von Journalisten, die alle über das Gerücht tuscheln. Das ist dann ein Higgs-Boson."

Das ist sehr gut erklärt Mary!  8)

Re: Large Hadron Collider
« Antwort #187 am: 08. Juli 2012, 13:50:10 »
Persönlich hatte ich stets das Problem, den als Higgs-Mechanismus populär gewordenen Effekt für voll zu nehmen, da man ja auch mit ihm nicht die Werte der vierschiedenen Massen der Elementarteilchen berechnen kann, so auch nicht die Masse des Higgs-Teilchens. Was mich dann aber mit diesem Konzept versöhnt hat und auch erkennen ließ, wie großartig dieser Mechanismus ist, erschloss sich mir aus der Tatache des Meißner-Ochsenfeld-Effekts für Supraleiter.

Um es kurz zu machen: In einem Supraleiter erscheint die Masse des Photons, das ja keine Ruhemasse besitzt, als mit Ruhemasse behaftet und somit wird seine Reichwarte stark beschränkt. Unterhalb der Sprungtemperatur bilden sich im Supraleiter Cooper-Paare, die dann mit den Photonen wechselwirken. Entsprechendes gilt nun für den Higgs-Mechanismus: Alle Bosonen haben bei entsprechend hohen Temperaturen keine Masse. Sinkt diese jeweils hinreichende Temperatur so bilden sich vier Higgsfelder und es kommt zu einer Wechselwirkung zwischen Bosonen und Higgsfeldern. Dadurch verlieren die Bosonen ihre Reichweite und man muss ihnen eine Masse zuschreiben. So weit, so gut: Aber was ist mit dem Photon? Es besitzt ja keine Ruhemasse, ist aber ein Boson. Genau aus diesem Grunde muss es noch ein freies Higgs-Boson geben. Und nach diesem hat man gesucht und es wohl auch gefunden...

Übrigens: Das m.E. Ultraspannende ist bei der ganzen Sache, dass die Higgs-Felder Skalarfelder sein müssen. Und wir damit erstmals fundamentale Skalarfelder in der Natur indirekt nachgewiesen haben. Das ist wichtig, denn zum Beispiel das Inflaton-Feld, das für die Inflationsphase der Expansion des Universums verantwortlich zeichnet, ist auch ein Skalarfeld. Doch solange man nicht wusste, dass es fundamentale Skalarfelder in der Natur gibt, war diese skalare Inflaton-Feld-Lösung eher ein Ad-hoc-Postulat. So aber hat das alles eine experimentelle Grundlage. Die Natur nutzt wirklich fundamentale Skalarfelder!

Dazu noch: Higgs Hintergründe
« Letzte Änderung: 09. Juli 2012, 12:37:45 von KlausLange »
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Offline Kryo

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Re: Large Hadron Collider
« Antwort #188 am: 10. Juli 2012, 14:47:49 »
Das heißt aber nicht, dass das Higgs-Boson dafür zuständig ist, dass Elementarteilchen eine Masse haben, sondern dass das Higgs-Boson der experimentelle Nachweis für das Higgsfeld/den Higgsformalismus ist, der dafür zuständig ist. Das ist ein feiner Unterschied, der in den Medien meistens weggelassen wird, aber er löst den scheinbaren Widerspruch auf.


hm ich studiere nicht Physik, daher ist mir das auch noch nicht so klar: Bei den bisher nachgewiesenen Bosonen, kann man doch sagen, dass diese "etwas" übertragen, oder nicht?
Sind die Felder nicht an die Bosonen gebunden?

Elektromagnetische Felder an Photonen, Kernkraft an Gluonen, schwache Kernkraft an W/Z Bosonen?

Ist es also nicht so, dass ein Feld nur dann existiert, wenn "gleichzeitig" die Bosonen irgendwo herumschwirren?

Müsste das Higgsfeld dann nicht auch nur dann da sein, wenn ein Higgsboson existiert? Da das Higgsfeld ja aber überall zu sein scheint, denn überall hat "Masse" Masse,  müsste dann das Higgsboson nicht auch außerhalb von Teilchenbeschleunigern und "Urknallbedingungen" existieren?

Re: Large Hadron Collider
« Antwort #189 am: 10. Juli 2012, 17:10:58 »
Da ich nicht alles wiederholen will, was andere weit verständlicher beschreiben können, habe ich hier mal ein Link zur Beschreibung von Feldern.
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Re: Large Hadron Collider
« Antwort #190 am: 18. Juli 2012, 22:27:38 »

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Offline James

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Re: Large Hadron Collider
« Antwort #191 am: 21. Juli 2012, 22:10:48 »
Guten Abend

Ich habe eh nicht vor das wirklich zu verstehen, aber so ungefähr die Richtung, das wär schon was.
Wenn man hier oder auch sonstwo mitliest dann hat man schon mitbekommen, das der mediale Spruch, das das Higgs-Boson der Materie die Masse verleiht nicht sehr korrekt ist. Nach den "besseren Erklärungen" ist es die Interaktion des Higgsfeldes mit den wejeiligen Teilchen (wieso Teilchen, wenn es eigentlich keine Masse hätte?), welche Ihnen Masse gibt, oder sie "massig" erscheinen läßt. Oder man betrachtet es so, daß das betreffente Teilchen durch die Interaktion mit dem Higgs-Feld sich nicht mit c fortbewegen kann, was dann auch einer Masse entspricht.
Ach ja, auch bei mir ist das wieder das Gefühl des guten alten Äthers aufgetreten (in welchem Medium breitet sich denn die elektromagnetische Welle aus, bzw. warum braucht sie kein Medium? Warum kann sich das verkettete H- und E-Feld ausbreiten?)

Hier kommt jetzt Seite 3 des oben, von Major_Tom angeführten Sonderhefts von Spektrum ins Spiel.
Es hat sich bis jetzt (für mich) so angehört, als wären "alle" Teilchen erst durch das Higgs-Feld massebehaftet:

Zitat
Als alleinige Erklärung für die Masse von Materie, wie oft in den Medien verbreitet wird, taugt das Higgs-Feld indes nicht. Der Löwenanteil des Gewichts des menschlichen Körpers stammt von den Bindungsenergien der Quarks in Atomkernen. Das Higgs würde nur jenen Teil bereitstellen, den Physiker als Ruhemasse kennen. Das sind nur wenige Prozent des Gewichts eines Menschen.

Die Masse auf meiner Waage ist doch die "Ruhemasse" oder  8)
Oder ist meine "Ruhemasse" eh viel geringer - dann genehmige ich mir jetzt noch ein kleines Gläßchen Wein  ::)  das geht sich dann locker aus...

Gruß, James

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Offline spacer

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Re: Large Hadron Collider
« Antwort #192 am: 21. Juli 2012, 23:41:11 »
Hallo James,

Ach ja, auch bei mir ist das wieder das Gefühl des guten alten Äthers aufgetreten (in welchem Medium breitet sich denn die elektromagnetische Welle aus, bzw. warum braucht sie kein Medium? Warum kann sich das verkettete H- und E-Feld ausbreiten?)
Elektromagnetische Wellen brauchen kein Medium  –auch nicht das Higgs-Feld–, um sich auszubreiten. "Welle" bedeutet hier eher, dass die zeitliche Entwicklung durch eine Wellengleichung festgelegt wird. Auch eine Wellenlänge gibt es, die antiproportional zum Impuls ist. Nicht nur die Grundkräfte, die durch Eichbosonen übetragen werden, kann man sich als Welle vortsellen, sondern alle Teilchen (alle Quantenobjekte, also z.B. auch größere Moleküle wie Fullerene). Es handelt sich dabei aber nicht um klassische mechanische Wellen, die in der Tat ein Trägermedium brauchen.

Zitat
Hier kommt jetzt Seite 3 des oben, von Major_Tom angeführten Sonderhefts von Spektrum ins Spiel.
Es hat sich bis jetzt (für mich) so angehört, als wären "alle" Teilchen erst durch das Higgs-Feld massebehaftet:
Die Masse auf meiner Waage ist doch die "Ruhemasse" oder  8)
Oder ist meine "Ruhemasse" eh viel geringer - dann genehmige ich mir jetzt noch ein kleines Gläßchen Wein  ::)  das geht sich dann locker aus...

Gruß, James
Die Ruhemassen ist die Masse, die ein Körper (bzw. hier Teilchen) hat, wenn er in Ruhe ist. Bei Körpern, die sich schnell gegenüber der Lichtgeschwidigkeit bewegen, ist die gesamte Masse (relativistische Masse) größer, da auch ihre kinetische Energie zur Masse beiträgt.

Die Atomkerne, aus denen der menschliche Körper ja fast ausschließlich besteht, bestehen aus Protonen und Neutronen, die wiederum aus  Quarks bestehen. Für die Anziehung zwischen diesen Quarks sorgt die starke Kernkraft, deren Eichboson das Gluon ist. Dabei entstehen aus den Gluonen ständig neue Quarks und Antiquarks, die sich wieder gegenseitig vernichten. In den Protonen und Neutronen herscht also ein "großes Gewusel" von Teilchen die ständig entstehen und sich vernichten und dabei in Bewegung sind. Sie besitzen also kinetische (und auch potentielle) Energie, die nach Einsteins Formel E=mc^2 einer Masse entspricht. Und diese Masse macht eben 95% der Masse der Protonen und Neutronen aus.

Die anderen 5% trägt die Ruheasse der drei Valenzquarks, also der Quarks, die die Ladung der Protonen und Neutronen ausmachen und die bei den ganzen Entstehungs- und Vernichtungsprozessen  erhalten bleiben, bei. Nur diese Ruhemasse wird durch das Higgs-Feld verursacht.

Die Masse, die die  Waage anzeigt ist zwar deine Ruhemasse (da du dich im Verhältnis zur Waage nicht mit einer Geschwindigkeit, die groß gegenüber der Lichtgeschwidigkeit ist, bewegst  ;D). Sie ist aber nicht die Ruhemasse der Quarks in den Protonen und Neutronen in dir, sondern die relativistische Masse der Quarks und Gluonen (die sich mit gegenüber der Lichtgeschwindigkeit großen Geschwindigkeiten bewegen).
« Letzte Änderung: 22. Juli 2012, 14:47:46 von spacer »

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Offline James

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Re: Large Hadron Collider
« Antwort #193 am: 22. Juli 2012, 12:46:07 »
Guten Tag Spacer

Gut erklärt. Ich bedanke mich.
Bringt meine Vorstellungswelt echt wieder in Einklang mit dem Artikel.

(Spaß muß sein, an)
Natürlich hatte ich erfahrungsgemäß schon schwer den Verdacht, daß das mit dem Gläßchen Wein nicht so läuft, das ich nur einige % der Masse des Weines schwerer werde  ::)
Wenn ich nun einen Wein auf den Markt bringe mit der Aufschrift "mit langsamen Teilchen", wird die Diät-Lebensmittelerzeugung den "Durchbruch" gar nicht erkennen. Schlimme Welt.  8)
(Spaß muß sein, aus)

Grüße, James

Martin

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Re: Large Hadron Collider
« Antwort #194 am: 05. August 2012, 10:37:04 »
Die offiziellen Paper zur womoeglichen Higgs Entdeckung wurden nun publiziert: http://blogs.discovermagazine.com/cosmicvariance/2012/08/03/higgs-papers-out/

klausd

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Re: Large Hadron Collider
« Antwort #195 am: 13. Dezember 2012, 18:20:26 »
Das Higgs Teilchen hat wohl eine Identitätskrise. Je nachdem wie man es misst, hat es ein anderes Energieniveau. Beim Zerfall in Photonen hat es dreimal weniger Energie, als wenn man den Zerfall in z-Bosonen misst. Allerdings ist es wohl wahrscheinlicher das es ein Problem beim Messen gibt als das die Physik verrückt spielt.

http://www.newscientist.com/article/dn23003-higgs-boson-having-an-identity-crisis.html

Gruß, Klaus

websquid

  • Gast
Re: Large Hadron Collider
« Antwort #196 am: 13. Dezember 2012, 23:41:12 »
Mal in die Runde gefragt, gabs nicht auch Theorien die mehrere Higgs-Teilchen vorhersagen? Oder erinner ich mich da falsch?

Re: Large Hadron Collider
« Antwort #197 am: 14. Dezember 2012, 08:27:54 »
Ja, die gibt es.

Übrigens, was auch noch aktuell in Sachen LHC ist.

http://www.new-scientist.de/inhalt/cern-zerfallsreaktion-stellt-supersymmetrie-infrage-a-868053.html

Klingt zwar Anfangs nach keiner guten Nachricht für die Theorie der Supersymmetrie, allerdings sorgt der "Wegfall" der meisten Varianten imo. für ein wenig Ordnung im Wettstreit der Theorien. Auch hier wird die Masse des oder der Higgs Teilchen ausschlagend sein.

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Offline spacer

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Re: Large Hadron Collider
« Antwort #198 am: 17. Dezember 2012, 19:09:26 »
Hallo,

die erste, dreijährige Protonenforschungsphase am LHC ist abgeschlossen. Es wurden 10^15 Kollisionen aufgezeichnet, wovon allerdings nur 400 deutliche Zeichen für ein Higgs-ähnliches Teilchen zeigen.
Nächstes Jahr werden einige Monate lang Protonen mit Bleikernen kollidieren, was vor allem für das Alice-Experiment und die Erforschung des Quark-Gluonen-Plasma wichtig ist.
Dann folgt eine Wartungsphase und 2015 geht es weiter mit Proton-Proton Kollisionen.

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Offline Olli

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    • Raumfahrer Net
Re: Large Hadron Collider
« Antwort #199 am: 18. Dezember 2012, 10:37:09 »
Hallo spacer,

sind es wirklich Protonen-Bleikern-Kollisionen? Ich dachte immer, dass mit Alice Blei-Blei-Stöße untersucht werden....
Einmal mitfliegen - was gäb' es Schöneres? Nichts!